高中化学人教版必修1精讲精练 第4章第2讲 富集在海水中的元素—氯

(1)写出下列反应的化学方程式钠与氯气反应：2NaCl22NaCl，氢气与氯气反应：H2Cl22HCl，硅与氯气反应：Si2Cl2SiCl4。氯气与氯化亚铁溶液反应：Cl22FeCl2=2FeCl3。(2)检验溶液中是否含有Cl所用的试剂是：稀HNO3和AgNO3溶液，反应的离子方程式为：AgCl=AgCl。一、氯气1氯的原子结构及存在氯原子结构示意图为：氯原子易得到1个电子表现出典型非金属性自然界中以化合态存在。2实验室制法在实验室里常用MnO2和浓盐酸共热来制取Cl2，该反应的化学方程式为：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。3物理性质颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性气味有毒1 体积水溶解2 体积氯气4化学性质(1)与金属反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)：(2)与非金属反应：(3)与H2O反应：氯气的水溶液称为“氯水”。溶于水的Cl2部分与水发生反应，化学方程式为：Cl2H2O=HClHClO。(4)与碱反应：漂白粉在空气中长期放置易失效，其原因为：Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO；2HClO2HClO2。5用途(1)氯气是一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。(2)在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。二、次氯酸1弱酸性次氯酸是很弱的酸，比碳酸酸性弱。2不稳定性次氯酸不稳定，只存在于水溶液中，见光易分解，化学方程式为：2HClO2HClO2。3强氧化性(1)漂白性：实验操作实验现象结论有色布条不褪色干燥的Cl2无漂白作用有色布条褪色氯水有漂白作用，起漂白作用的是HClO(2)杀菌、消毒。三、氯离子的检验1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)氯气可使湿的红布条褪色，所以氯气具有漂白性()(2)氯气没有漂白性，但能使鲜艳的花朵褪色()(3)过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁()(4)闻其气味时要小心的将集气瓶放在鼻孔下直接闻()(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂()解析：(1)Cl2无漂白性，HClO才有漂白性。(2)鲜艳的花朵中含水，水与Cl2反应生成次氯酸。(3)Fe与Cl2反应生成FeCl3，不能生成FeCl2，与用量无关。(4)闻气味时要用手轻轻地扇动，使少量气体飘进鼻孔。(5)Cl2与NaOH的反应中既是氧化剂也是还原剂。答案：(1)(2)(3)(4)(5)2思考讨论：(1)通过H2在Cl2中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？(2)某地生产氯气的储罐泄漏，如果你是附近的居民，请思考应如何自救和治理污染。(3)漂白粉为什么要密闭保存？答案：(1)H2在空气中可以燃烧，在Cl2中也可以燃烧。由此可知燃烧不一定有氧气参加，燃烧的本质是氧化还原反应，所有的发光放热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。(2)氯气密度比空气大，应往高处逆风跑。立即用浸过水或弱碱溶液的毛巾捂住口鼻。向空中喷洒NaOH溶液或石灰水。(3)漂白粉吸收空气中的水和CO2，与有效成分Ca(ClO)2反应生成HClO，而HClO不稳定易分解，故可导致漂白粉失效，所以漂白粉应密闭保存。3将下列用途与相应物质的化学式连起来。84消毒液AAgI人工降雨剂 BKIO3含氟牙膏 CNaClO加碘食盐 DAgBr变色眼镜 ENaF答案：C，A，E，B，D4Cl2、Br2、I2都具有氧化性，其氧化性Cl2Br2I2，Cl2能把溴从溴化物中置换出来，其余依次类推。请据此写出下列置换反应的化学方程式。(1)将氯气分别通入KBr溶液和KI溶液中。(2)将溴水滴入KI溶液中。答案：(1)2KBrCl2=2KClBr2，2KICl2=2KClI2；(2)2KIBr2=2KBrI2。氯水的成分及性质1氯水的成分(1)氯水中的化学反应及物质的电离：Cl2H2O=HClHClO，HClOHClO，2HClO2HClO2。(2)氯水的成分：三分子：Cl2、HClO、H2O；四离子：H、Cl、ClO、OH。2氯水的性质氯水成分的多样性决定了其性质的多重性：例1双选题下列关于氯水的叙述，正确的是()A新制的氯水中只含Cl2和H2O分子B新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D氯水在密封无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强解析氯水成分的多样性决定了氯水性质上的多重性。氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H、Cl、ClO、OH。新制氯水中含有H和HClO，蓝色石蕊试纸遇H变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色。光照氯水，发生反应2HClO2HClO2，逸出的是O2而不是Cl2。该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl，密封在无色玻璃瓶中不考虑HCl的挥发，溶液的酸性增强。答案BD(1)饱和氯水(呈黄绿色)，属于混合物，若久置，则最终变为盐酸(无色)，故久置的氯水颜色褪去(无Cl2)，氧化性减弱(无HClO、Cl2)，酸性增强(盐酸为强酸)。(2)液氯是氯气的液态形式，属于纯净物。氯气的实验室制法1原理MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。2装置(1)发生装置(部分)：特点：固体液体气体。仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。(2)净化装置(部分)：组成盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(3)收集装置(部分)：收集方法：向上排空气法；验满方法：湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。(4)尾气处理装置(部分)：导气管要深入液面以下；F中盛放的试剂：氢氧化钠溶液(或其他碱液)，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。3注意事项(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。例2在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图：(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：_接_；_接_；_接_；_接_。(2)装置中，饱和食盐水的作用是_；NaOH溶液的作用是_。(3)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到_，反应化学方程式_。(4)写出下列化学反应的化学方程式：气体发生装置中进行的反应：_。NaOH溶液中发生的反应：_。解析(1)按照制备气体的“反应装置净化装置收集装置尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。(2)上述装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质；浓H2SO4的作用是除去Cl2中的水分；NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2；(3)湿润的淀粉KI试纸遇Cl2时发生反应：Cl22KI=2KClI2，I2遇淀粉变蓝。答案(1)ECDABHGF(2)除去氯气中的HCl杂质吸收过量的氯气(3)试纸变蓝2KICl2=2KClI2(4)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2NaOHCl2=NaClNaClOH2O气体的制备装置一般包括反应装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置等。反应装置的选择要依据反应物的状态和反应的条件。收集方法的选择应考虑气体密度、溶解性及在空气中的稳定性。是否处理尾气，取决于该气体是否污染环境。1(对应考点一)下列实验过程中，不会产生气体的是()解析：A项氯水中的HClO见光分解生成氧气；B项氯水中的HCl与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2；C项氯水滴入NaBr溶液中反应生成Br2和NaCl，没有气体产生；D项H2O与Na2O2反应产生O2。答案：C2(对应考点一)在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是()A加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在B溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在C加入盐酸酸化，再加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明氯水中含有ClD加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明含有HClO分子解析：A：HClO能使有色布条褪色，而干燥的Cl2不能，有色布条褪色不能说明有Cl2分子存在；C：加入盐酸酸化，引入了Cl，加AgNO3溶液产生白色沉淀，不能说明氯水中有Cl存在；D：加入NaOH溶液，黄绿色消失，只能说明Cl2被消耗，不能说明有HClO分子的存在。答案：B3(对应考点二)下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是()AMnO2与浓盐酸共热B缓慢加热反应C用向下排空气法收集Cl2D多余氯气常用较浓的碱液吸收解析：由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2极易与碱反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。答案：C4(对应考点二)在制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是()连接好装置，检查气密性；缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出；在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末；从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中；将多余的Cl2用NaOH溶液吸收；用向上排空气法收集氯气。ABC D解析：确定实验室制取气体的操作顺序要注意：连接好装置后，要先检查气密性，后装药品；装药品的顺序是先加固体，后加液体；对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。答案：D5(探究题)下图是一组检验氯气性质的装置。(1)现关闭活塞K，若有色布条是干燥的，溶液B为浓硫酸，则有色布条_；若溶液B为水，则有色布条_；若溶液B为饱和的NaHCO3溶液，则有色布条_。(2)现打开K，溶液B为氢氧化钠溶液，通入的Cl2是湿润的，布条是干燥的，则有色布条_。解析：(1)关闭K通入Cl2，若B为浓硫酸，则进入()的是干燥的Cl2，有色布条不褪色；若B为水，则进入()的是湿润的Cl2，有色布条褪色；若B是NaHCO3溶液，则Cl2在()中被消耗，有色布条不褪色。(2)打开K，尽管B是NaOH溶液，湿润的Cl2还是直接进入()，有色布条褪色。答案：(1)不褪色褪色不褪色(2)褪色(1)Cl2为黄绿色有毒气体，密度比空气大。(2)Cl2和金属、非金属、水、碱等均可发生反应，必记的重要化学方程式有：2Fe3Cl22FeCl3，Cl2H2O=HClHClO，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。(3)新制氯水中，除水外，还含有Cl2、HClO、H、Cl等，氯水成分的多样性，决定了其性质的多重性。(4)实验室制备Cl2的化学方程式为：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O，通常用饱和食盐水除去挥发的HCl，用浓H2SO4干燥Cl2，用NaOH溶液吸收多余的Cl2。一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)1下列关于氯气的说法不正确的是()A氯气化学性质很活泼，但是干燥的液氯能用钢瓶贮存B氯气和液氯是两种不同物质C可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气D氯气有毒，它曾在战争中被用于制造毒气弹解析：在通常状况下，干燥的液氯可以用钢瓶储运，所以A是正确的。氯气和液氯是同一种物质的不同状态，所以B选项不正确。除去氯气中混有的水蒸气应选用不能和氯气反应的干燥剂，因为氯气气体呈酸性，不宜选用碱性干燥剂，如碱石灰等，常选用酸性或中性干燥剂，如：浓硫酸、无水氯化钙等，因此C选项是正确的。氯气有毒，对人体有害，可以用于制造毒气弹应用于战争中。答案：B2有关漂白粉和漂白液的说法正确的是()A漂白粉是纯净物，漂白液是混合物B漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2C工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉D漂白液的有效成分是Na2O2解析：漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物，化学方程式为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O，故其主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为Ca(ClO)2，漂白液的主要成分是NaClO，以上符合题意的只有B项。答案：B3下列说法中，正确的是()A液氯和氯水都含有氯离子B氯气和液氯都能使干燥的有色布条褪色C盐酸和氯水都含有氯离子D盐酸和氯水都能使湿润的有色布条褪色解析：A项，液氯中不含有Cl；B项，Cl2和液氯均不能使干燥的有色布条褪色；D项，盐酸不能使有色布条褪色。答案：C4检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是()A用干燥的蓝色石蕊试纸B用干燥有色布条C将气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉碘化钾试纸解析：检验氯气采用湿润的KI淀粉试纸，而干燥的有色布条、干燥的蓝色石蕊试纸不能检验氯气。硝酸银溶液与氯化氢和氯气反应的现象相同。答案：D5双选题如图所示，在A处通入氯气，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处的红色布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是()A浓硫酸BNaOH溶液CH2O D饱和氯化钠溶液解析：解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的是HClO(或潮湿的Cl2)。根据打开B阀后，C处的红色布条逐渐褪色，说明A处通入的Cl2为潮湿的，潮湿的Cl2在关闭B阀时通过了D瓶，看不到C试管中红色布条有明显变化，说明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。答案：AB二、非选择题(本题包括3小题，共30分)6(8分)有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：溶于水，得无色溶液；在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡产生。根据上述现象判断：(1)白色固体一定含有的成分是_，可能含有的成分是_。(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：_。解析：由产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由沉淀量减少且有气泡产生知，一定含有K2CO3；根据沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。答案：(1)KCl和K2CO3KNO3(2)AgCl=AgCl，2AgCO=Ag2CO3，Ag2CO32H=2AgH2OCO27(10分)室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可以按下列框图进行反应。又知E溶液是无色的。请回答：(1)试写出下列物质的化学式：A_，B_，C_。(2)反应的化学方程式：_。(3)反应的化学方程式：_。(4)反应的离子方程式：_。解析：从反应的框图中看到：反应ABD固体，反应FBD溶液，可知：F是化合物，A是变价金属，且A在F中呈低价。又从气体颜色中可判断B是Cl2。由此可推出A是Fe，D为FeCl3，F为FeCl2。从反应AEFC可知，E为HCl，C为H2。答案：(1)FeCl2H2(2)2Fe3Cl2=2FeCl3(3)2HClFe=FeCl2H2(4)2Fe2Cl2=2Fe32Cl8(12分)为了讲授“氯气的性质和用途”，李老师以二氧化锰和浓盐酸为主要原料制取氯气，并设计了如图所示装置(其中A是连有注射器针头的橡皮管，针头已插入并穿过橡皮塞)进行了教学。试回答下列问题：(1)乙中的现象是_，丙中的现象是_，丁中的现象是_，分离丁中液体的方法是_；(2)橡皮管连通后，分液漏斗的气体压强p1与烧瓶中的气体压强p2的关系为_(填“”“”或“”)，连接橡皮管的目的是_；(3)烧瓶内发生反应的离子方程式为_。解析：利用图示装置制备Cl2，制得的Cl2通过浓H2SO4(甲中)，浓H2SO4干燥Cl2；Cl2与干红布条不反应(乙中)；Cl2与H2O生成HClO，HClO起漂白作用(丙中)；Cl2与KI溶液反应生成I2，CCl4萃取I2，溶液分层(丁中)；用向上排空气法收集Cl2(戊中)；进行尾气吸收(己中)，利用针头连接后，分液漏斗与烧瓶内气压相等，有利于液体流下。答案：(1)干燥的红布条不褪色湿润的红布条褪色下层CCl4层呈紫红色分液(2)p1p2有利于分液漏斗中的浓盐酸顺利流下(3)MnO24H2ClMn2Cl22H2O12